DE102006021598A1 - Fluid e.g. water, discharging device for use in high pressure cleaning device, has nozzle opening formed in ball head supported at bearing, where nozzle opening has diameter not more than three millimeter - Google Patents

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Abstract

The device has a rotor (23) with front end designed as spherical or partial-spherical shape and with a ball head (27) supported at a bearing (25), where the ball head has specific diameter. A nozzle opening (29) is formed in the ball head, where the fluid flowing from a centrifugal chamber into the rotor is discharged via the opening. A rotor nozzle (11) passes via an opening that is formed in the bearing, and is attached to a common fluid supply line, where the nozzle opening has diameter that is not more than three millimeter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere für Hochdruckreinigungsgeräte, zum Ausstoßen eines Fluids, insbesondere von Wasser, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a device, in particular for high-pressure cleaning devices, for expel a fluid, in particular water, with the features of the preamble of claim 1.

Derartige Rotordüsen sind grundsätzlich bekannt.such rotor nozzles are basically known.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein möglichst effizientes Arbeiten auch dann möglich ist, wenn die Vorrichtung in Verbindung mit einer Fluiddruckquelle eingesetzt wird, die Fluid unter einem Druck von nicht mehr als etwa 200 bar bereitstellt.task The invention is a device of the type mentioned to create, with the one possible efficient work is possible even then when the device is used in conjunction with a fluid pressure source is, the fluid under a pressure of not more than about 200 bar provides.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.The solution This object is achieved by the features of claim 1.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass alle Rotordüsen an eine gemeinsame Fluidzufuhrleitung angeschlossen sind, dass die Düsenöffnungen in den Kugelköpfen jeweils einen Durchmesser von d ≤ 3 mm aufweisen, und dass die Kugelköpfe jeweils einen Durchmesser D aufweisen, für den gilt 1,5 d ≤ D ≤ 2,5 d.The Invention is characterized in that all the rotor nozzles to a common fluid supply line are connected, that the nozzle openings in the ball heads each a diameter of d ≤ 3 mm, and that the ball heads each have a diameter D, for this is 1.5 d ≤ D ≤ 2.5 d.

Erfindungsgemäß sind vergleichsweise kleine Düsenöffnungen vorgesehen, mit denen sehr feine, gewissermaßen "nadelartige" Fluidstrahlen erzeugt werden können. Mit derartigen Feinstrahlen kann besonders effizient gearbeitet werden, da die so genannten Randstrahlverluste geringer sind als bei Rotordüsen, die größere Düsenöffnungen aufweisen.According to the invention are comparatively small nozzle openings provided with which very fine, so to speak, "needle-like" fluid jets can be generated. With such fine jets can be worked very efficiently, because the so-called edge beam losses are lower than with rotor nozzles, the larger nozzle openings exhibit.

Zumindest in Verbindung mit "normalen", handelsüblichen Hochdruckreinigungsgeräten, die Wasser unter einem Druck von nicht mehr als ungefähr 200 bar bereitstellen, war es bislang auf wirtschaftliche Weise nicht möglich, das Wasser auf eine Mehrzahl solcher Feinstrahl-Rotordüsen aufzuteilen und akzeptable Arbeitsergebnisse zu erzielen. Dies liegt daran, dass bei einer Verringerung der Düsenöffnung aufgrund der damit einhergehenden Reduzierung der Fluidmenge eine Mitnahme des Rotors durch die in der Wirbelkammer erzeugte Wirbelströmung, die auch als Drehfeld bezeichnet wird, zunehmend schwieriger wird. Insbesondere können die benötigten oder gewünschten Drehzahlen des Rotors nicht mehr erreicht werden.At least in conjunction with "normal", commercial High-pressure cleaning equipment, the water under a pressure of not more than about 200 bar so far, it has not been economically possible to provide To divide water on a plurality of such fine-jet rotor nozzles and to achieve acceptable work results. This is because of that due to a reduction in the nozzle opening the concomitant reduction of the amount of fluid entrainment of the rotor by the vortex flow generated in the vortex chamber, the Also known as a rotating field is increasingly difficult. Especially can The necessities or desired Rotational speeds of the rotor can not be achieved.

Um diesem Problem zu begegnen, wurde bereits versucht, die so genannte Treibbohrung zu verkleinern, über welche das Fluid in radialer oder tangentialer Richtung in die Wirbelkammer einströmt und so das Drehfeld erzeugt. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, dass sie zu einem Leistungsverlust dahingehend führt, dass nicht die gesamte von der Fluidquelle pro Zeiteinheit zur Verfügung gestellte Fluidmenge über die Rotordüsen ausgestoßen werden kann.Around To address this problem has already been tried, the so-called Reduce drilled hole, over which fluid in the radial or tangential direction in the vortex chamber flows in and so the spin generated. However, this measure has the disadvantage that it leads to a loss of performance in that not the whole fluid quantity provided by the fluid source per unit time over the rotor nozzles be ejected can.

Mit der Erfindung wird dagegen das Ziel, ohne Drehzahlverluste und ohne Leistungsverluste ein Arbeiten mit einer Mehrzahl von relativ kleinen Düsenöffnungen auf wirtschaftliche Weise zu ermöglichen, erreicht. Erfindungsgemäß erfolgt keine Manipulation der Größe der Treibbohrungen. Vielmehr wird ein anderer Weg eingeschlagen, indem mit der Düsenöffnung außerdem das auch als Kugelkopf bezeichnete, zumindest näherungsweise kugelförmig oder teilkugelförmig ausgebildete oder Kugelteilflächen aufweisende vordere Ende des Rotors, mit dem sich der Rotor am Lager abstützt, verkleinert wird. Es hat sich überraschenderweise heraus gestellt, dass durch diese Verkleinerung des Kugelkopfes die Reibungsverluste in einem Ausmaß reduziert werden können, das ausreicht, um trotz der relativ kleinen Düsenöffnung ausreichend hohe Drehzahlen des Rotors zu erzeugen. Eine Reduzierung der Größe der Treibbohrung ist nicht erforderlich, so dass keine Leistungsverluste auftreten.With the invention, however, the goal, without speed losses and without Power losses a work with a plurality of relatively small nozzle openings to enable in an economical way reached. According to the invention no manipulation of the size of the drilled holes. Rather, another way is taken by the nozzle opening with the addition Also referred to as a ball head, at least approximately spherical or part-spherical trained or spherical surfaces having front end of the rotor, with which the rotor is in stock supported, is reduced. It has surprisingly put out that by this reduction of the ball head the Reduced friction losses to an extent can be which is sufficient to despite the relatively small nozzle opening sufficiently high speeds of the rotor. A reduction in the size of the drilled hole is not required so that no power losses occur.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Keramik-Keramik-Paarung für das Material des Kugelkopfes und das Material des Napflagers herausgestellt. Diese Ausgestaltung ist nicht nur vergleichsweise kostengünstig, sondern führt außerdem zu besonders niedrigen Reibwerten, wodurch die Reibungsverluste weiter reduziert werde können.When Particularly advantageous has a ceramic-ceramic pairing for the material the ball head and the material of the Napflagers exposed. These Design is not only relatively inexpensive, but also leads to particularly low coefficients of friction, whereby the friction losses continue can be reduced.

Versuche haben gezeigt, dass auch mit Düsenöffnungen, die einen Durchmesser von d ≤ 2,5 mm aufweisen, gute Arbeitsergebnisse erzielt werden können. Auch Düsenöffnungen mit einem Durchmesser von d ≤ 2,0 mm können verwendet werden, ohne dass störende Drehzahl- oder Leistungsverluste eintreten.tries have shown that even with nozzle openings, which have a diameter of d ≤ 2.5 mm good work results can be achieved. Also orifices with a diameter of d ≤ 2.0 mm can be used without disturbing Speed or power losses occur.

In Verbindung mit einem Durchmesser D für die Kugelköpfe, für den 1,8 d ≤ D ≤ 2,2 d gilt, wurden besonders gute Arbeitsergebnisse erzielt. Gute Ergebnisse wurden auch erzielt, wenn ungefähr D = 2 d gilt.In Connection with a diameter D for the ball heads, for the 1.8 d ≤ D ≤ 2.2 d, particularly good work results were achieved. Good results were also achieved when about D = 2 d applies.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.preferred embodiments The invention are also in the dependent claims, the description and the drawing indicated.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The The invention will be described below by way of example with reference to FIGS Drawing described. Show it:

1 beispielhaft eine Rotordüse zur Erläuterung der einzelnen Komponenten, 1 by way of example a rotor nozzle for explaining the individual components,

2 ein mögliches Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung, und 2 a possible embodiment of an ejection device according to the invention, and

3 und 4 verschiedene Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausstoßvorrichtung. 3 and 4 different views of another embodiment of an ejection device according to the invention.

1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Rotordüse, wie sie für die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zum Einsatz kommen kann. 1 shows the basic structure of a rotor nozzle, as it can be used for the ejection device according to the invention.

In einem Düsengehäuse 11 ist eine Wirbelkammer 19 ausgebildet. In die Wirbelkammer 19 gelangt das Fluid über einen hier als Verstellorgan ausgebildeten Stopfen 41 und eine Treibbohrung 39, die derart ausgerichtet ist, dass eine Ring- oder Wirbelströmung entsteht, wodurch letztlich in der Wirbelkammer 19 ein so genanntes Drehfeld erzeugt wird, das den in der Wirbelkammer 19 angeordneten Rotor 23 in Rotation versetzt. Der auf diese Weise zu einer Rotationsbewegung um die Längsachse 21 angetriebene Rotor stützt sich mit einem vorderen Kugelkopf 27 an einem hier napfförmig ausgebildeten Lager 25 ab. Das Fluid gelangt aus der Wirbelkammer 19 in den Rotor 23 und tritt über eine Düsenöffnung 29 aus dem Rotor 23 aus, die im Kugelkopf 27 ausgebildet ist. Aufgrund des im Betrieb um die Längsachse 21 rotierenden Rotors 23 tritt das Fluid als Kegelstrahl über die Austrittsöffnung 17 der Rotordüse 11 aus. Hierzu ist das Lager 25 mit einer Öffnung 43 versehen.In a nozzle housing 11 is a vortex chamber 19 educated. In the vortex chamber 19 the fluid passes through a stopper formed here as an adjusting member 41 and a drilled hole 39 , which is oriented so that a ring or vortex flow is formed, which ultimately in the vortex chamber 19 a so-called rotating field is generated, that in the vortex chamber 19 arranged rotor 23 set in rotation. The result in this way to a rotational movement about the longitudinal axis 21 driven rotor supports with a front ball head 27 on a cup-shaped here camp 25 from. The fluid comes out of the vortex chamber 19 in the rotor 23 and enters via a nozzle opening 29 from the rotor 23 out in the ball head 27 is trained. Due to the operation around the longitudinal axis 21 rotating rotor 23 The fluid occurs as a cone beam over the outlet opening 17 the rotor nozzle 11 out. This is the camp 25 with an opening 43 Mistake.

Hinsichtlich der Größenverhältnisse des Kugelkopfes 27 und der im Kugelkopf 27 ausgebildeten Bohrung 29 ist die Rotordüse 11 in 1 nicht maßstabsgerecht dargestellt. 1 dient lediglich zur Erläuterung der wesentlichen Komponenten einer Rotordüse, wie sie für die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zum Einsatz kommen kann.With regard to the size ratios of the ball head 27 and the ball in the head 27 trained hole 29 is the rotor nozzle 11 in 1 not shown to scale. 1 merely serves to explain the essential components of a rotor nozzle, as it can be used for the ejection device according to the invention.

Wie im Einleitungsteil bereits erläutert, sind erfindungsgemäß sowohl der Durchmesser der Düsenöffnung 29 als auch der Durchmesser des Kugelkopfes 27, in welchem die Düsenöffnung 29 ausgebildet ist, relativ klein ausgeführt, wodurch ohne Drehzahl- und Leistungsverluste mit einem "nadelartigen" Feinstrahl gearbeitet werden kann.As already explained in the introductory part, according to the invention both the diameter of the nozzle opening 29 as well as the diameter of the ball head 27 in which the nozzle opening 29 is designed to run relatively small, which can be used without speed and power losses with a "needle-like" fine beam.

In bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Durchmesser d der Düsenöffnung 29 etwa 3 mm, 2,5 mm oder 2,0 mm, während für den Durchmesser D des Kugelkopfes 27 jeweils ungefähr D = 2 d gilt. Der Kugelkopf 27 und das Napflager 25 sind jeweils aus Keramik hergestellt, wodurch Reibungsverluste minimiert werden.In preferred embodiments, the diameter d is the nozzle opening 29 about 3 mm, 2.5 mm or 2.0 mm, while for the diameter D of the ball head 27 each approximately D = 2 d applies. The ball head 27 and the Napflager 25 are each made of ceramic, whereby friction losses are minimized.

Bei der in 1 dargestellten Rotordüse dient der Stopfen 41 als Verstellorgan für eine Drehzahlregelung, auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangen wird. Eine Besonderheit dieser Drehzahlregelung besteht darin, dass die Treibbohrung 39 nicht direkt in die Wirbelkammer 19 mündet. In alternativen Ausgestaltungen von Rotordüsen, die ebenfalls für die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung zum Einsatz kommen können, kann vorgesehen sein, dass die Treibbohrung 39 radial oder tangential direkt in die Wirbelkammer 19 mündet.At the in 1 illustrated rotor nozzle is the stopper 41 as adjusting member for a speed control, which will not be discussed in detail here. A special feature of this speed control is that the drilled hole 39 not directly into the vortex chamber 19 empties. In alternative embodiments of rotor nozzles, which can also be used for the ejection device according to the invention, it can be provided that the driving bore 39 radially or tangentially directly into the vortex chamber 19 empties.

Die erfindungsgemäße Ausstoßvorrichtung gemäß 2 umfasst eine Mehrzahl von Rotordüsen 11, die beispielsweise derart ausgebildet sind, wie es anhand von 1 erläutert wurde.The ejection device according to the invention 2 includes a plurality of rotor nozzles 11 , which are formed, for example, as it is based on 1 was explained.

Die Rotordüsen 11 sind an eine gemeinsame Fluidzufuhrleitung 31 angeschlossen. Die Fluidzufuhrleitung 31 steht über ein hier pistolengriffartig ausgebildetes Bedienteil 45 mit einem Anschluss 47 in Verbindung, an den ein handelsübliches Hochdruckreinigungsgerät angeschlossen werden kann.The rotor nozzles 11 are connected to a common fluid supply line 31 connected. The fluid supply line 31 is about a pistol grip trained here keypad 45 with a connection 47 in connection to which a commercial high-pressure cleaner can be connected.

Die Fluidzufuhrleitung 31 geht in ein Y-förmiges Verzweigungsstück 53 über, das zwei Teilabschnitte 33 aufweist, die in einen quer liegenden Verteiler 35 münden, an dem die Rotordüsen 11 angeschlossen sind. Auf diese Weise wird das von der Fluidquelle, beispielsweise dem erwähnten Hochdruckreinigungsgerät, bereitgestellte Fluid auf eine relativ große Fläche verteilt, die mit feinen, "nadelartigen" Fluidstrahlen bearbeitet werden kann, welche von den Rotordüsen 11 jeweils als Kegelstrahl ausgestoßen werden.The fluid supply line 31 goes into a Y-shaped branch piece 53 about, the two sections 33 which is in a transverse manifold 35 lead to the rotor nozzles 11 are connected. In this way, the fluid provided by the fluid source, for example the aforementioned high-pressure cleaner, is distributed over a relatively large area that can be processed with fine, "needle-like" fluid jets coming from the rotor nozzles 11 each ejected as a cone beam.

Während die in 2 dargestellte Vorrichtung insbesondere für ein "Freihand"-Arbeiten beispielsweise zum Reinigen von Wänden oder Gegenständen dient, ist die in den 3 und 4 dargestellte Vorrichtung als Bodenreiniger ausgebildet. Eine Besonderheit besteht darin, dass bei dem Bodenreiniger gemäß 3 und 4 der gleiche Grundaufbau wie bei der Vorrichtung gemäß 2 verwendet wird. Die Y-förmige Verzweigung 53 mit den beiden Teilabschnitten 33 wird lediglich mit einem Gehäusevorsatz 37 gekoppelt, der in diesem Ausführungsbeispiel mit Laufrollen 49 versehen ist.While the in 2 shown device, in particular for a "freehand" -works, for example, for cleaning walls or objects, is in the 3 and 4 illustrated device designed as a floor cleaner. A special feature is that in the floor cleaner according to 3 and 4 the same basic structure as in the device according to 2 is used. The Y-shaped branch 53 with the two subsections 33 is only with a housing header 37 coupled, in this embodiment, with rollers 49 is provided.

Die Halterung des Gehäuses 37 am Y-förmigen Verzweigungsstück 53 erfolgt über Kopplungsabschnitte 51. Der Verteiler 35 mit den angeschlossenen Rotordüsen 11 befindet sich innerhalb des Gehäuses 37. Die Rotordüsen 11 sind am Verteiler 35 verschwenkbar angebracht, so dass unterschiedliche Ausstoßrichtungen in Bezug auf die Längserstreckung der gemeinsamen Fluidzufuhrleitung 31 realisiert werden können. Während bei dem lanzenartigen "Freihand"-Gerät gemäß 2 die Rotordüsen 11 nach vorne und somit in eine Richtung parallel zu der hier als Lanze die nenden Fluidzufuhrleitung 31 weisen, sind in der Bodenreiniger-Variante gemäß 3 und 4 die im Gehäuse 37 befindlichen Rotordüsen 11 nach unten auf den Boden gerichtet.The holder of the housing 37 at the Y-shaped branch piece 53 via coupling sections 51 , The distributor 35 with the connected rotor nozzles 11 is inside the case 37 , The rotor nozzles 11 are at the distributor 35 pivotally mounted so that different ejection directions with respect to the longitudinal extent of the common fluid supply line 31 can be realized. While in the lance-like "freehand" device according to 2 the rotor nozzles 11 forward and thus in a direction parallel to the here as lance the nenden fluid supply line 31 are in the floor cleaner variant according to 3 and 4 in the case 37 located rotor nozzles 11 directed down to the ground.

Der Grundaufbau gemäß 2 kann erfindungsgemäß grundsätzlich mit beliebig gestalteten Auf- oder Vorsätzen gekoppelt werden, um verschiedene Anwendungen zu realisieren. Insofern stellt der Bodenreiniger gemäß 3 und 4 lediglich ein Anwendungsbeispiel dar.The basic structure according to 2 can according to the invention basically designed with any Or intentions are coupled to realize different applications. In this respect, the floor cleaner according to 3 and 4 only an example of use.

1111
RotordüseRotary nozzle
1313
Düsengehäusenozzle housing
1515
Einströmöffnunginflow
1717
Austrittsöffnungoutlet opening
1919
Wirbelkammerswirl chamber
2121
Längsachselongitudinal axis
2323
Rotorrotor
2525
Lagercamp
2727
Kugelkopfball head
2929
Düsenöffnungnozzle opening
3131
FluidzufuhrleitungFluid supply line
3333
Teilabschnittpart Of
3535
Verteilerdistributor
3737
Gehäusecasing
3939
Treibbohrungblowing hole
4141
StopfenPlug
4343
Öffnung des LagersOpening of the camp
4545
Bedienteilcontrol panel
4747
Anschlussconnection
4949
Laufrollecaster
5151
Kopplungsabschnittcoupling portion
5353
Y-VerzweigungY-branch

Claims (6)

Vorrichtung, insbesondere für Hochdruckreinigungsgeräte, zum Ausstoßen eines Fluids, insbesondere von Wasser, mit einer Mehrzahl von Rotordüsen (11), die jeweils ein Düsengehäuse (13) umfassen, das zwischen einer Einströmöffnung (15) für das Fluid und einer Austrittsöffnung (17) eine Wirbelkammer (19) aufweist, in der ein während des Betriebs zu einer Längsachse (21) geneigter Rotor (23) mit seinem vorderen Ende an einem insbesondere napfförmigen Lager (25) abgestützt und durch in die Wirbelkammer (19) einströmendes Fluid zu einer Rotationsbewegung um die Längsachse (21) antreibbar ist, wobei der Rotor (23) an seinem vorderen Ende zumindest näherungsweise kugelförmig oder teilkugelförmig ausgebildet ist oder Kugelteilflächen aufweist und mit dem auf diese Weise gebildeten Kugelkopf (27) an dem Lager (25) abgestützt ist, und wobei in dem Kugelkopf (27) eine Düsenöffnung (29) ausgebildet ist, über die aus der Wirbelkammer (19) in den Rotor (23) strömendes Fluid als Arbeitsstrahl austritt und die Rotordüse (11) über eine im Lager (25) ausgebildete Öffnung (43) verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rotordüsen (11) an eine gemeinsame Fluidzufuhrleitung (31) angeschlossen sind, dass die Düsenöffnungen (29) in den Kugelköpfen (27) jeweils einen Durchmesser von d ≤ 3 mm aufweisen, und dass die Kugelköpfe (27) jeweils einen Durchmesser D aufweisen, für den gilt 1,5 d ≤ D ≤ 2,5 d.Apparatus, in particular for high-pressure cleaning apparatus, for ejecting a fluid, in particular water, having a plurality of rotor nozzles ( 11 ), each a nozzle housing ( 13 ), which between an inflow opening ( 15 ) for the fluid and an outlet opening ( 17 ) a vortex chamber ( 19 ), in which one during operation to a longitudinal axis ( 21 ) inclined rotor ( 23 ) with its front end on a particular cup-shaped bearing ( 25 ) and into the vortex chamber ( 19 ) flowing fluid to a rotational movement about the longitudinal axis ( 21 ) is drivable, wherein the rotor ( 23 ) is formed at its front end at least approximately spherical or part-spherical or spherical part surfaces and with the ball head formed in this way ( 27 ) at the warehouse ( 25 ) is supported, and wherein in the ball head ( 27 ) a nozzle opening ( 29 ) is formed, via which from the vortex chamber ( 19 ) in the rotor ( 23 ) flowing fluid emerges as a working jet and the rotor nozzle ( 11 ) over one in the warehouse ( 25 ) formed opening ( 43 ), characterized in that all the rotor nozzles ( 11 ) to a common fluid supply line ( 31 ) are connected, that the nozzle openings ( 29 ) in the ball heads ( 27 ) each have a diameter of d ≤ 3 mm, and that the ball heads ( 27 ) each have a diameter D, for which is 1.5 d ≤ D ≤ 2.5 d. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass d ≤ 2,5 mm gilt.Device according to claim 1, characterized in that that d ≤ 2.5 mm applies. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass d ≤ 2,0 mm gilt.Device according to Claim 1 or 2, characterized that d ≤ 2.0 mm applies. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 1,8 d ≤ D ≤ 2,2 d gilt.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that 1.8 d ≤ D ≤ 2.2 d applies. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass näherungsweise D = 2 d gilt.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that approximately D = 2 d applies. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (27) und das Lager (25) jeweils aus Keramik hergestellt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ball head ( 27 ) and the warehouse ( 25 ) are each made of ceramic.
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